Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

(ФГБОУ ВПО «МГТУ»)

Институт энергетики и автоматики

Кафедра промышленной кибернетики и систем управления

Лабораторная работа № 3

«Определение расходных характеристик и коэффициентов передачи регулирующих органов

для автоматических систем регулирования»

Выполнил студент: Дульский В.Е.

Группы 220301(2102)

Курс: 4

Проверил преподаватель: Баженов Н.М.

Магнитогорск 2011

Лабораторная работа № 3 Определение расходных характеристик и коэффициентов передачи регулирующих органов для автоматических систем регулирования

Цель работы:

1)на специализированной лабораторной установке по опытным данным построить расходные характеристики регулирующих органов при различных условных коэффициентах сопротивления трубопроводной линии;

2)по этим характеристикам построить зависимости коэффициентов передачи регулирующих органов от хода затвора;

3)сформулировать рекомендации по выбору диапазона хода затвора, в котором обеспечивается требование постоянства коэффициента передачи регулирующего органа в автоматической системе регулирования.

1. Основные характеристики регулирующих органов

Для изменения расхода среды в объекте регулирования в автоматических системах регулирования (АСР) наиболее часто используется исполнительное устройство, состоящее из дроссельного регулирующего органа (РО) и исполнительного механизма. От правильности расчёта пропускной способности и выбора расходной характеристики РО во многом зависит качество процесса регулирования, так как в отличие от других звеньев АСР (датчики, регуляторы и пр.) пропускные и расходные характеристики РО существенно искажаются внешними факторами, особенно гидравлическими характеристиками трубопроводов.

Критерием оценки при выборе расходной характеристики РО является коэффициент передачи, используемый для расчёта АСР.

1.1.Некоторые определения

Регулирующие органы характеризуются многими параметрами, основными из которых являются: условный проход, пропускная и условная пропускная способности.

Условным проходом D_у называется номинальный диаметр прохода в присоединительных патрубках РО.

Пропускной способностью K_v называется расход в м³/ч жидкости с плотностью 1000 кг/м³ при перепаде давления на РО в 100 кПа.

Условной пропускной способностью K_vу называется номинальное значение пропускной способности при максимальном (условном) ходе затвора РО, выраженное в м³/ч.

Кроме приведённых основных параметров РО, определяющих их конструкцию и размеры, имеются другие параметры, которые учитывают при выборе РО в зависимости от конкретных условий их применения.

Конструктивная характеристика устанавливает зависимость изменения относительного проходного сечения РО от степени его открытия. Перемещение (ход) затвора РО принято выражать в относительных единицах

s = S / S _макс,

где S - текущее перемещение затвора;

S _макс. - перемещение затвора для полного открытия РО.

В соответствии с этим конструктивная характеристика представляет собой зависимость F_s / F_макс. = f(s), где F_s и F_макс. – площади проходного сечения при некотором положении затвора s и при полном его открытии, т.е. при s = 1.

Пропускная характеристика (внутренняя или идеальная) устанавливает зависимость пропускной способности от перемещения затвора s РО при постоянном перепаде давления на РО 100 кПа: K _vs / K _vу = f (s). Серийно выпускаемые РО обычно имеют линейные или равнопроцентные пропускные характеристики.

При линейной пропускной характеристике приращение пропускной способности пропорционально перемещению затвора:

dK_v / ds = C,

где C – постоянная величина.

При равнопроцентной пропускной характеристике отношение относительного приращения пропускной способности к относительному перемещению затвора есть величина постоянная:

(dK_v /K_v ) / ds = C.

Примеры конструктивных характеристик круглой поворотной заслонки и двух шиберов с разными формами полотна изображены на рис. 1.